The authors gratefully acknowledge the National Science Foundation (NSF) for financial support of this work through a CAREER award (CBET-0746210) and through award CBET-1159500. We would like to thank Dr. Turkson (Univ. of Hawaii Cancer Center) and Dr. Altomare (Univ. of Central Florida College of Medicine) for assistance with cell culture.

1.培養細胞株<ol><li>解凍TE 71（マウス胸腺上皮細胞）、MDA-MB-231（ヒト乳癌細胞）、A549（ヒト肺癌細胞）及びOVCAR3（ヒト卵巣癌細胞）未満で2分間温水に寒剤バイアルを保持することにより。 106×gで6分間のそれぞれの細胞株および遠心分離機に、10％FBSを補充した10ミリリットルDMEM培地を追加します。 </li><li>サスペンションを吸引除去し、ペレットに3ミリリットルのメディアを追加します。適切に数回ピペッティングして細胞を混ぜます。この細胞溶液をT75フラスコにおいて10％FBSを補充した7 mlのDMEM培地を温め事前に加え、37℃で95％空気/ 5％CO 2の加湿雰囲気中でフラスコを保ちます。継代0として、このフラスコにラベルを付けます。 </li><li>細胞の密集度が80％に達すると、10分間、0.05％トリプシンでそれらをインキュベートすることによって細胞を収穫。培地の等量を添加することによりトリプシンを中和します。遠心106×gで6分間、このソリューション。サスペンションを削除し、それに3ミリリットルに新鮮な培地を追加します。ミックスWELリットルと7ミリリットル培地を含む培養フラスコに少量（100μl）を転送します。インキュベーター内で培養フラスコをインキュベートします。継代1としてフラスコにラベルを付けます。 </li><li>通路11または12まで培養細胞株。 </li></ol>ナノ粒子の作製2。 <ol><li> 〜10 -6 M（調整）希釈していないMEH-PPV原液の調製<ol><li>バイアル中の分子量（平均Mn）は150,000-250,000 /モルと3 mlのテトラヒドロフラン（THF）に1mgのポリ[2-メトキシ-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4-フェニレンビニレン]（MEH-PPV）を追加。ホットプレート上で80℃で加熱しながら2時間混合物を攪拌します。 </li><li> 0.2μmのシリンジフィルターを使用して、新しいバイアル中の上記溶液をフィルタリングします。 「希釈されていないMEH-PPV原液」として、このソリューションにラベルを付けます。ステップ2.1.3と2.1.4で説明したように、この溶液は濃度の微調整後のナノ粒子製剤に関与することになります。 </li><li> 3ミリリットルのTHFに希釈されていないMEH-PPVストック溶液50μlを追加。 「希釈したMEH-PPV原液」として、このソリューションにラベルを付けます。 1cmの石英キュベットに移し、UV-VIS分光法により495 nmの吸光度を測定します。 </li><li>希釈したMEH-PPV原液の吸光度が0.17以上である場合には、一度に1ミリリットルをより多くのTHFを加えることで希釈されていないMEH-PPVの原液を希釈し、495 nmで測定された吸光度がであるまで、ステップ2.1.3を繰り返し0.13から0.17の範囲です。 </li><li>以下に示すようにランベルト・ベールの法則を用いて、希釈したMEH-PPVストック溶液のモル濃度を計算します。ここでは0.15吸光度プロトコルの残りの一例として使用されている（ すなわち、観察された吸光度に基づいて、次のすべての計算を調整する）、使用MEH-PPVの吸光係数が10 7 M -1 cm -1で、使用するパスの長さがあります1センチメートル。 A =εxbxc（式1） （ε - モル吸光係数、A - 吸光度、B - 経路長、C - 溶液の濃度） 0。15 = 10 7 M -1 cm -1で×1センチXC（式2） C = 1.5×10 -8 M（式3） 次のように希釈されていないMEH-PPVストック溶液の濃度を見つけるために、この濃度を使用します。 M 1、V 1 = M 2、V 2（式4） X 3050μlの0.15×10 -7 M = M 2×50μlの（式5） M 2 = 9.15×10 -7 M（式6） これは「調整希釈していないMEH-PPV原液」の濃度です。 </li></ol></li><li>調整希釈していないMEH-PPV原液にMEH-PPVの質量を計算します<ol><li>セクション2.1.4で得られたモル濃度は10 6グラム/モルであるMEH-PPVの分子量（M w）を用いて、以下のように調整し、未希釈ストック溶液1mlにMEH-PPVの質量を算出します。 M = N / V（N - 。ノーモル、V - Lでボリューム）（式7） このように、1ml中のMEH-PPVの質量はウント調整しますiluted原液は9.15×10 -4 gです。 </li></ol></li><li> MEH-PPVでブレンドPCBM <ol><li> PCBMは、50重量％のPCBMの質量に対して定義されたMEH-PPVの溶液を、ドープされた50重量％にするためにストックMEH-PPVの溶液に添加されるフェニル-C 61 -酪酸メチルエステル（PCBM）の質量を計算しますMEH-PPVの（ すなわち、MEH-PPVの半分質量）。 2.2節で得られたMEH-PPVの重量を使用することにより。 MEH-PPV×100％= 50重量％のPCBMのPCBM / 9.15×10 -4グラムの質量（式8） PCBM = 4.57×10 -4グラムの質量（式9） </li><li>バイアル中に1mgのPCBMを計量し、500μlのTHFを加えます。 910.88グラム/モルとしてPCBMの分子量を用いて、この溶液にPCBMの濃度を算出します PCBMのモル濃度の溶液= 0.001グラム/（* 500μlの910.88グラム/モル）（式10） PCBMの溶液のモル濃度= 2.19×10 -9モル/μlの（式11） </li><li> PCBM溶液の体積を計算すると、調整に追加するために必要MEを原液PCBMは、ステップ2.3.2において算出モル濃度を用いて、THF中MEH-PPVの溶液をドープした50重量％を得るために、H-PPV原液 / 910.88 GX PCBM×1モル1μL/ 2.19×10 -9モル= 229μlの（式12）の4.57×10 -4グラム 調整希釈していないMEH-PPVストック溶液1mlにPCBM溶液を229μl加え、よく混ぜます。 </li></ol></li><li>再沈殿法によるナノ粒子の作製<ol><li>転送、それに接続された針で1mlシリンジにブレンドされたMEH-PPV / PCBM溶液1ml。 </li><li>急速1,200rpmで攪拌​​しながら脱イオン水4mlにブレンドされたMEH-PPV / PCBM溶液1mlを注入します。注射直後に攪拌を停止します。さらに処理することなく、これらのナノ粒子を使用してください。 </li></ol></li></ol>イメージングのためのナノ粒子を有する細胞株の3インキュベーション注：すべての画像化実験は、35mmのペトリ皿に完成しました。 <ol><li> nanopartiの取り込み細胞株におけるクル<ol><li> 12 継代まで培養細胞株。 35ミリメートルのペトリ皿中の12 番目の継代培養細胞で。 24時間後に細胞を40％コンフルエントとなるように35ミリメートルのペトリ皿に添加した細胞の濃度を調整します。 </li><li>この段階では、ペトリ皿から、10％FBSを補充したDMEM培地を除去回1×DPBSで細胞を洗浄し、ペトリ皿に2ミリリットルのDMEMにナノ粒子懸濁液100μlを加えます。 </li><li> 24時間後、ペトリ皿からDMEM /ナノ粒子懸濁物を除去し、1×DPBSで3回細胞を洗浄します。その後、10分間、4％パラホルムアルデヒドを用いてインキュベートすることによって細胞を固定。 DPBSで二回洗浄します。 2分間の色素とインキュベートすることにより、300 nMのDAPIで細胞を染色。 DPBSで二回洗浄します。そして、撮像のためにDPBSで細胞を維持します。 </li></ol></li><li> ROSの検出<ol><li>ペトリ皿、細胞株当たり6、文化A549およびOVCAR3細胞株セクション3.1.1で説明したように。ラベルペトリ皿は、 表1に示します 。 </li><li> 表1に示すように、ペトリ皿の3つに2ミリリットルのDMEMにナノ粒子懸濁液100μlを加え、24時間インキュベートします。 、光用量を投与された24時間後に細胞を洗浄し、HBSSで細胞を懸濁しますペトリ皿（ハンクス液）のための無料メディアを染めます。 </li><li> 15分間のソーラーシミュレータのランプをウォームアップ。 UV光をフィルタリングするために、ランプの前にUVフィルターを置きます。ペトリ皿の表面で0.5日（50ミリワット/ cm 2）での強度を得るためにランプ電力を調整することにより、基準太陽電池を有するランプを較正します。この特定の設定では、その状態は、ランプに供給される218 Wの電力で達成されました。 </li><li>以下の計算に示すように、180 J / cm 2の光投与量になる60分のためにランプ（蓋オープン）の下でペトリ皿を置きます： 50 mWの/ cmで2×3600秒/千= 180 J / cm 2の</li><li> HBSSを取り外し、洗浄することなく、さらにペトリ皿に、10％FBSを補充した2ミリリットルDMEM培地を追加します。別の2時間細胞をインキュベートします。 </li><li>陽性対照のために30分間、100μMの過酸化水素（H 2 O 2）で細胞をインキュベートします。 </li><li> 37℃で30分間の色素で細胞を培養することによって、ROS検出試薬の最終濃度5μMですべてのペトリ皿で​​細胞を染色。 </li><li> 10分間、4％パラホルムアルデヒドを用いてインキュベートすることによって細胞を固定します。 DPBSで二回洗浄します。 2分間の色素とインキュベートすることにより、300 nMのDAPIで細胞を染色。 DPBSで二回洗浄します。そして、撮像のためにDPBSで細胞を維持します。 </li></ol></li><li> PIおよびアネキシンV FITCによるアポトーシスおよび壊死<ol><li> 5ペトリ皿で​​培養それぞれの細胞株。残りの2ペトリ皿は対照試料となりながら、これらのペトリ皿のうち3つは実験のためになります。 Eなどのナノ粒子を用いた実験のために3ペトリ皿をインキュベートセクション3.1.2でxplained。対照サンプルは、ナノ粒子とともにインキュベートしていません。 </li><li> 24時間インキュベートした後ステップ3.2.3に従ってください。 </li><li>ランプ（蓋オープン）の下で3実験ペトリ皿を置き、20分、40分で1分および60分で1で1を削除します。これは、60、120及び180の光用量J / cm 2であり、それぞれ（セクション3.2.4で計算）に曝露された三つの試料が得られます。次に、制御ペトリ皿の一つに180 J / cm 2の光投与量を管理します。これは、ナノ粒子が存在しない場合に適用される光線量とコントロールです。残りのコントロールサンプル（無ナノ粒子及び適用されていない光線量）に光線量を適用しないでください。 </li><li> 10％FBSを補充したDMEM培地でHBSSを交換し、4時間インキュベーターでペトリ皿を保ちます。 </li><li> 15分間の色素で細胞をインキュベートすることにより実験的およびアネキシンV FITC20μlのと対照ペトリ皿で​​細胞を染色。 DPBSで二回洗浄します。 Cを染色2分間の色素を用いてインキュベートすることにより300 nmのDAPIと同様に300 nmのPI（ヨウ化プロピジウム）でells。 DPBSで二回洗浄します。そして、撮像のためにDPBSで細胞を維持します。 </li></ol></li></ol>ナノ粒子の4固有細胞毒性<ol><li> 96ウェルプレート中の細胞培養を数えます<ol><li>培地を除去し、10分間、0.05％トリプシンで細胞をインキュベートしたDPBSで細胞を2回洗浄することにより培養フラスコから細胞を収穫します。得られた細胞溶液に、10％FBSを補充した2 mlのDMEM培地を加えます。一重に細胞クラスターを分離するために、適切に解決策を混ぜます。 </li><li> 100μlの細胞懸濁液を取り、10％FBSを補充した900μlのDMEM培地に加えます。よく混ぜます。血球計数器上にこの懸濁液10μlを置きます。血球計数器を用いて細胞をカウントし4.1.1 4×10 5細胞/ mlで細胞懸濁液の濃度を調整します。 </li><li> 0時間とラベル5 96ウェルプレートを取り、24時間R、48時間、72時間および96時間。 表2に示すようなウェル/ 2,500細胞を播種、ウェルに5×10 4細胞 / mlの細胞液（TE 71およびA549）の50μLを追加します。 OVCAR3およびMDA-MB-231細胞株について、同じ手順を実行します。 </li><li> 24時間後、1×DPBSでウェルを洗浄し、 表2に示すようにウェル中にナノ粒子の濃度の増加の50μLを加える。へ2.4.2からDMEMに20、100、及びナノ粒子懸濁液180μLを添加することにより、種々のナノ粒子の濃度を準備それぞれ0.4×10 -4 mg / mlで、2.0×10 -4 mg / mlで、3.6×10 -4 mg / mlの、ナノ粒子の濃度を生じる2 mlの最終容積を得ます。各細胞株は、ナノ粒子の各濃度について三つ組を有します。 </li></ol></li><li>暗所での細胞生存率を測定します<ol><li>すぐにナノ粒子を添加した後、0時間プレートに10μlのMTTを追加します。ホルマザンcryst 4時間プレートをインキュベートALSを形成します。ウェルに50μlの可溶化溶液を追加します。ホルマザン結晶を溶解するために6時間プレートをインキュベートします。 </li><li>マイクロプレートリーダーで570 nmの吸光度を記録することによって、0時間プレートの細胞生存率を測定します。 </li><li> 24時間のプレートの場合、1×DPBSで細胞を洗浄し、ナノ粒子を各ウェル後24時間のインキュベーションに50μlのメディアを追加。 4.2.1と4.2.2で説明したように、MTTを加え、プレートをお読みください。 </li><li> 48時間、72時間、および96時間のプレートの場合、1×DPBSで細胞を洗浄し、ナノ粒子と24時間のインキュベーション後にウェルに50μlのメディアを追加。残りの期間のために細胞をインキュベートします。 </li><li> 4.2.5 4.2.1と4.2.2で説明したように）特定の時点での細胞生存率を測定します。 </li><li> （n = 3）で3回完全な実験を繰り返します</li></ol></li></ol> 5. PDT後細胞生存率を測定<ol><li>細胞を計数し、96ウェルプレートで培養します。 <ol><li> 9のセットにラベルを付けますTE 71 + A549プレート及びOVCAR3 + MDA-MB-231プレートの両方について、表3に示すように、6ウェルプレート、。 4.1.3に示すように、プレートのレイアウトは同じです。 </li><li>セクション4.1.2 の表2に示したのと同様のレイアウトでセクション4.1で説明したように96ウェルプレートをシード。 </li><li> 4.1.4で説明したように24時間後にプレートにナノ粒子を追加します。 </li><li>ナノ粒子を添加した後の24時間は、1×DPBSで細胞を洗浄し、各ウェルに50μlのHBSSを追加します。 </li><li> 3.2.3で説明したようにそれぞれの光用量でプレートを照射します。 </li><li> 10％FBSを補充した50μlのDMEM培地でHBSSを交換し、PDT後の各期間のプレートをインキュベート。 </li><li> 4.2.1及び4.2.2で説明したように各時間期間の後、細胞生存率を測定します。 </li></ol></li></ol> 6.蛍光顕微鏡<ol><li>ナノ粒子の取り込み<ol><li>顕微鏡Aのランプをオンにしますイメージングの前にNDレーザ30分。顕微鏡のステージ上で（セクション3.1で説明したように）固定された細胞を含むペトリ皿を置きます。 </li><li> 表4に示すように、フィルタを使用して、ナノ粒子およびDAPIからの蛍光を集める。ImageJソフトウェアで位相コントラスト、ナノ粒子及びDAPI画像をオーバーレイ。 </li></ol></li><li> ROSの検出<ol><li> 30分前に、イメージング顕微鏡のランプをオンにします。顕微鏡のステージ上で（セクション3.2で説明したように）細胞を含むペトリ皿を置きます。 </li><li> 表4に示すようにフィルタを使用することにより、ナノ粒子、DAPI、およびROS検出試薬からの蛍光を集める。ImageJソフトウェアで試薬画像を検出位相差、ナノ粒子、DAPIおよびROSオーバーレイ。 </li></ol></li><li> PIおよびアネキシンV FITCによるアポトーシスおよび壊死<ol><li> 30分前に、イメージング顕微鏡のランプをオンにします。で説明したように細胞を含むペトリ皿（置きます顕微鏡のステージ上のセクション3.3）。 </li><li> 表4に示すようにフィルタを使用することにより、ナノ粒子、DAPI、PIおよびアネキシンV FITCからの蛍光を集める。ImageJソフトウェアで位相コントラスト、ナノ粒子、DAPI、PIおよびアネキシンV FITC画像をオーバーレイ。 </li></ol></li></ol>

<ol>
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The authors have nothing to disclose.

ナノ粒子を製造しながら、ナノ粒子の取り込みを達成するために、それはいくつかの重要な措置を維持するために必要でした。それは、この溶液の濃度は、形成されるナノ粒子のサイズを決定する上で重要な役割を果たしていることが観察されたように、THF中（50重量％のPCBMとブレンド）10 -6 M MEH-PPV溶液を、DI水に注入するように調製しました。濃度は、UV-VIS分光法により確認しまし...

光線力学療法（PDT）は、光増感剤は、光増感剤は、活性酸素種（ROS）を生成する光に標的組織に投与し、露光時にされています。そのような一重項酸素及びスーパーオキシドなどのROS種は、酸化ストレス、細胞および組織1-4に続く構造的損傷を誘発することができます。これにより、アプリケーションが容易にこの方法が盛んに研究されており、臨床試験が行わ5,6をとっています 。しかし、そのような（縮小生物学的利用能および潜在的な急性毒性につながる）増感剤の暗い増感剤の毒性、光（による増感剤の非選択的分布に）患者の感受性、および疎水性のような重要な問題が残っています。 ここでは、製造およびPDTの次世代光増感としてフラーレンを配合したポリマーナノ粒子を行うインビトロ評価のための方法を報告しています。ナノ粒子の自己凝集によって形成されます半導体ポリマーMEH-PPV（ポリ[2-メトキシ-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4-フェニレンビニレン]）、これらの材料は、互換性の中に溶解させたフラーレンPCBM（フェニルC 61 -酪酸メチルエステル）と溶媒を急速に非相溶性溶媒（ 図1A）に注入されます。ホストポリマーとしてMEH-PPVの選択は、三重形成率の高さにつながる、高い吸光係数によって動機づけ、およびフラーレンPCBM 7への効率的かつ超高速充電およびエネルギー転送の両方されています。これらのプロパティは、PDT内の一重項酸素とスーパーオキシド形成の感作のために理想的です。 フラーレンは、実際には両方の分子とナノ粒子の形態8-13に 、PDTに適用されています。しかし、重度の細胞毒性がさらなる発展を妨げている12。ここでは、MEH-PPVのホストマトリックス中にフラーレンをカプセル化すると、その私PDTの増感材料に複合MEH-PPV / PCBMのナノ粒子の結果を得るためにすることを示します本質的に細胞傷害性ではないよ、ナノ粒子サイズおよび表面電荷、および前述の光物理的特性に起因する低光用量で利回りの高い効果的なPDT治療による癌細胞に対する特異性を示します。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV)</td>
			<td>Sigma Aidrich</td>
			<td>536512-1G</td>
			<td>average Mn&#160;150,000-250,000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[6,6]-Phenyl C61&#160;butyric acid methyl ester (PCBM)</td>
			<td>Sigma Aidrich</td>
			<td>684449-500MG</td>
			<td>&#62; 99.5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td>EMD</td>
			<td>TX0284-6</td>
			<td>Drisolv</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml syringe</td>
			<td>National Scientific Company</td>
			<td>37510-1</td>
			<td>For filtration of MEH-PPV solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe filter</td>
			<td>VWR</td>
			<td>28145-495</td>
			<td>25 mm, 0.2 &#181;m, PTFE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml syringe</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>81320</td>
			<td>For injection of MEH-PPV solution into water to make nanoparticles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modification of Eagle&#39;s Medium/Ham&#39;s F-12 50/50 Mix (DMEM)</td>
			<td>Corning (VWR)</td>
			<td>45000-350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#39;s Balanced Salt Solution without phenol red (HBSS)</td>
			<td>Quality Biological (VWR)</td>
			<td>10128-740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate-Buffered Saline, 1X without calcium and magnesium (DPBS)</td>
			<td>Corning (VWR)</td>
			<td>45000-436</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum, Regular (Heat Inactivated) (FBS)</td>
			<td>Corning (VWR)</td>
			<td>45000-736</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin EDTA 1X 0.25%</td>
			<td>Corning (VWR)</td>
			<td>45000-664</td>
			<td>Trypsin/2.21 mM EDTA in HBSS without sodium bicarbonate, calcium and magnesium Porcine Parvovirus Tested</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16% Paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences&#160;</td>
			<td>15710</td>
			<td>16% paraformaldehyde is diluted to 4% by adding PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>&#160;Biotium VWR</td>
			<td>89139-054</td>
			<td>Nuclear stain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 ml pipettes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82050-478</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75 cm2 culture flask</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82050-856</td>
			<td>for culturing cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plates</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82050-771</td>
			<td>for MTT assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Culture Dishes with Vents</td>
			<td>Greiner Bio-One (VWR)</td>
			<td>82050-538</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propidium iodide</td>
			<td>Molecular probes</td>
			<td>P3566</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Annexin V FITC</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A13199</td>
			<td>dye for apoptosis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Celltiter 96 non-R 1000 assays</td>
			<td>Promega (VWR)</td>
			<td><a href="https://www.vwrsp.com/catalog/product/index.cgi?catalog_number=PAG4000">PAG4000</a></td>
			<td>MTT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CellROX Green Reagent, for oxidative stress detection</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>C10444</td>
			<td>For ROS detection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-vis spectrometer</td>
			<td>Agilent 8453</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence spectrometer</td>
			<td>NanoLog HoribaJobin Yvon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dynamic light scattering</td>
			<td>PD2000DLS, Precision detector</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>NuAir DH Autoflow</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscope</td>
			<td>Zeiss Axioskop2</td>
			<td></td>
			<td>63X oil immersion objective lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epiluminescence microscope</td>
			<td>Olympus IX71</td>
			<td></td>
			<td>60X water immersion objective lens, Andor Zyla sCMOS camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solar Simulator</td>
			<td>Newport 67005 Oriel Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reference solar cell</td>
			<td>Oriel&#160;</td>
			<td></td>
			<td>VLSI Standards Incorporated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader</td>
			<td>BioTek Ex808</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemocytometer</td>
			<td>Hausser Scientific Partnership</td>
			<td>3200</td>
			<td>For counting cells</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

photodynamic therapy with blended conducting polymer/fullerene nanoparticle photosensitizers

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT) is reported. The nanoparticles are formed by hydrophobic interaction of the semiconducting polymer MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]) with the fullerene PCBM (phenyl-C61-butyric acid methyl ester) in the presence of a non-compatible solvent. MEH-PPV has a high extinction coefficient that leads to high rates of triplet formation, and efficient charge and energy transfer to the fullerene PCBM. The latter processes enhance the efficiency of the PDT system through fullerene assisted triplet and radical formation, and ultrafast deactivation of MEH-PPV excited stated. The results reported here show that this nanoparticle PDT sensitizing system is highly effective and shows unexpected specificity to cancer cell lines.

取り込みおよびナノ粒子の本質的な細胞傷害性 50重量％ブレンドMEH-PPV / PCBMのナノ粒子は、TE 71、MDA-MB-231、A549及びOVCAR3細胞株と共にインキュベートしました。 PCBMブレンドレベルは、共役ポリマーとフラーレン14の間の理想的な電荷およびエネルギー伝達特性を与えることが示されている50重量％のPCBMとして選ば ​​れました。ナノ粒子の取り込みの蛍光画像は?...

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Photodynamic Therapy with Blended Conducting Polymer/Fullerene Nanoparticle Photosensitizers

This protocol describes a method for the fabrication of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene. These nanoparticles were investigated for their potential use as a next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT).

ポリマー/フラーレンナノ粒子の光増感を実施ブレンドと光線力学療法

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next ...

photodynamic-therapy-with-blended-conducting-polymerfullerene

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.4K ビュー.  University of Central Florida. This protocol describes a method for the fabrication of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene. These nanoparticles were investigated for their potential use as a next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT). 

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Conducting Miller-Urey Experiments

In 1953, Stanley Miller reported the production of biomolecules from simple gaseous starting materials, using an apparatus constructed to simulate the primordial Earth&#39;s atmosphere-ocean system. Miller introduced 200 ml of water, 100 mmHg of H2, 200 mmHg of CH4, and 200 mmHg of NH3 into the apparatus, then subjected this mixture, under reflux, to an electric discharge for a week, while the water was simultaneously heated. The purpose of this manuscript is to provide the reader with a general experimental protocol that can be used to conduct a Miller-Urey type spark discharge experiment, using a simplified 3 L reaction flask. Since the experiment involves exposing inflammable gases to a high voltage electric discharge, it is worth highlighting important steps that reduce the risk of explosion. The general procedures described in this work can be extrapolated to design and conduct a wide variety of electric discharge experiments simulating primitive planetary environments.

The Miller-Urey experiment was a pioneering study regarding the abiotic synthesis of organic compounds with possible relevance to the origins of life. Simple gases were introduced into a glass apparatus and subjected to an electric discharge, simulating the effects of lightning in the primordial Earth&#8217;s atmosphere-ocean system. The experiment was conducted for one week, after which, the samples collected from it were analyzed for the chemical building blocks of life.

ミラー·ユーリーの実験を行う

In 1953, Stanley Miller reported the production of biomolecules from simple gaseous starting materials, using an apparatus constructed to simulate the ...

化学

A Technique to Functionalize and Self-assemble Macroscopic Nanoparticle-ligand Monolayer Films onto Template-free Substrates

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and scalable technique efficiently functionalizes metallic nanoparticles with thiol-ligands in a miscible water/organic solvent mixture allowing for rapid grafting of thiol groups onto the gold nanoparticle surface. The hydrophobic ligands on the nanoparticles then quickly phase separate the nanoparticles from the aqueous based suspension and confine them to the air-fluid interface. This drives the ligand-capped nanoparticles to form monolayer domains at the air-fluid interface.&#160; The use of water-miscible organic solvents is important as it enables the transport of the nanoparticles from the interface onto template-free substrates.&#160; The flow is mediated by a surface tension gradient3,4 and creates macroscopic, high-density, monolayer nanoparticle-ligand films.&#160; This self-assembly technique may be generalized to include the use of particles of different compositions, size, and shape and may lead to an efficient assembly method to produce low-cost, macroscopic, high-density, monolayer nanoparticle films for wide-spread applications.

A simple, robust and scalable technique to functionalize and self-assemble macroscopic nanoparticle-ligand monolayer films onto template-free substrates is described in this protocol.

テンプレート·フリー基板上に巨視的粒子 - リガンド単層フィルムを官能して自己組織化するための技術

This protocol describes a self-assembly technique to create macroscopic monolayer films composed of ligand-coated nanoparticles1,2. The simple, robust and ...

Synthesis and Testing of Supported Pt-Cu Solid Solution Nanoparticle Catalysts for Propane Dehydrogenation

A convenient method for the synthesis of bimetallic Pt-Cu catalysts and performance tests for propane dehydrogenation and characterization are demonstrated here. The catalyst forms a substitutional solid solution structure, with a small and uniform particle size around 2 nm. This is realized by careful control over the impregnation, calcination, and reduction steps during catalyst preparation and is identified by advanced in situ synchrotron techniques. The catalyst propane dehydrogenation performance continuously improves with increasing Cu:Pt atomic ratio.

A convenient method for the synthesis of 2 nm supported bimetallic nanoparticle Pt-Cu catalysts for propane dehydrogenation is reported here. In situ synchrotron X-ray techniques allow for the determination of the catalyst structure, which is typically unobtainable using laboratory instruments.

プロパン脱水素のためのPt-Cu固溶体ナノ粒子触媒の合成と試験

A convenient method for the synthesis of bimetallic Pt-Cu catalysts and performance tests for propane dehydrogenation and characterization are ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully understood. We have traced the trajectories of individual nanoparticles using liquid-cell transmission electron microscopy (TEM) to investigate the mechanism of the assembly process. Herein, we present the protocols used for liquid-cell TEM studies of the self-assembly mechanism. First, we introduce the detailed synthetic protocols used to produce uniformly sized platinum and lead selenide nanoparticles. Next, we present the microfabrication processes used to produce liquid cells with silicon nitride or silicon windows and then describe the loading and imaging procedures of the liquid-cell TEM technique. Several notes are included to provide helpful tips for the entire process, including how to manage the fragile cell windows. The individual motions of nanoparticles tracked by liquid-cell TEM revealed that changes in the solvent boundaries caused by evaporation affected the self-assembly process of nanoparticles. The solvent boundaries drove nanoparticles to primarily form amorphous aggregates, followed by flattening of the aggregates to produce a 2-dimensional (2D) self-assembled structure. These behaviors are also observed for different nanoparticle types and different liquid-cell compositions.

Here we introduce experimental protocols for the real-time observation of a self-assembly process using liquid-cell transmission electron microscopy.

ナノ粒子の自己集合の追跡のため液晶セルの透過電子顕微鏡観察

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity and convenient colorimetric readout. However, high densities of nanoparticles are typically needed for detection. The available synthesis-based enhancement protocols are either limited to gold and silver nanoparticles or rely on precise enzymatic control and optimization. Here, we present a protocol to enhance the colorimetric readout of gold, silver, silica, and iron oxide nanoprobes. It was observed that the colorimetric signal can be improved by up to a 10000-fold factor. The basis for such signal enhancement strategies is the chemical reduction of Au3+ to Au0. There are several chemical reactions that enable the reduction of Au3+ to Au0. In the protocol, Good&#39;s buffers and H2O2 are used and it is possible to favor the deposition of Au0 onto the surface of existing nanoprobes, in detriment of the formation of new gold nanoparticles. The protocol consists of the incubation of the microarray with a solution consisting of chloroauric acid and H2O2 in 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid pH 6 buffer following the nanoprobe-based detection assay. The enhancement solution can be applied to paper and glass-based sensors. Moreover, it can be used in commercially available immunoassays as demonstrated by the application of the method to a commercial allergen microarray. The signal development requires less than 5 min of incubation with the enhancement solution and the readout can be assessed by naked eye or low-end image acquisition devices such as a table-top scanner or a digital camera.

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

In this work, a protocol for signal enhancement of nanoprobe-based biosensing is presented. The protocol is based on the reduction of chloroauric acid onto the surface of existing nanoprobes that consist of gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles.

原金ナノ粒子合成による急速なナノプローブ信号強調

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

Methionine Functionalized Biocompatible Block Copolymers for Targeted Plasmid DNA Delivery

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This work presents the preparation of methionine functionalized biocompatible block copolymers via RAFT polymerization. Firstly, N,N-bis(2-hydroxyethyl)methacrylamide-b-N-(3-aminopropyl)methacrylamide (BNHEMA-b-APMA, BA) was synthesized via RAFT polymerization using 4,4&#8217;-azobis(4-cyanovaleric acid) (ACVA) as an initiating agent and 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate (CTP) as the chain transfer agent. Subsequently, N,N-bis(2-hydroxyethyl)methacrylamide-b-N-(3-guanidinopropyl)methacrylamide (methionine grafted BNHEMA-b-GPMA, mBG) was prepared by modifying amine groups in APMA with methionine and guanidine groups. Three kinds of block polymers, mBG1, mBG2, and mBG3, were synthesized for comparison. A ninhydrin reaction was used to quantify the APMA content; mBG1, mBG2, and mBG3 had 21%, 37%, and 52% of APMA, respectively. Gel permeation chromatography (GPC) results showed that BA copolymers possess molecular weights of 16,200 (BA1), 20,900(BA2), and 27,200(BA3) g/mol. The plasmid DNA (pDNA) complexing ability of the obtained block copolymer gene carriers was also investigated. The charge ratios (N/P) were 8, 16, and 4 when pDNA was complexed completely with mBG1, mBG2, mBG3, respectively. When the N/P ratio of mBG/pDNA polyplexes was higher than 1, the Zeta potential of mBG was positive. At an N/P ratio between 16 and 32, the average particle size of mBG/pDNA polyplexes was between 100-200 nm. Overall, this work illustrates a simple and convenient protocol for the block copolymer carrier synthesis.

This work presents the preparation of methionine functionalized biocompatible block copolymers (mBG) via the reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) method. The plasmid DNA complexing ability of the obtained mBG and their transfection efficiency were also investigated. The RAFT method is very beneficial for polymerizing monomers containing special functional groups.

標的プラスミドDNA送達に対するメチオニン機能性生体適合性共重合体

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This ...

Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in physiological fluids induce denaturation and degradation of self-assembled DNA nanostructures. In non-viral gene delivery, enzymatic degradation of DNA is overcome by the encapsulation of the negatively charged DNA in a cationic shell. Herein, inspired by gene delivery advancements, a simple, one-step and robust methodology is presented for the stabilization of DNA origami nanostructures by coating them with chitosan and linear polyethyleneimine. The polycation coating efficiently protects DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media. This method also preserves the full addressability of enzyme- and aptamer-based functionalization of DNA nanostructures.

Here, a protocol for the protection of DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media using natural cationic polysaccharide chitosan and synthetic linear polyethyleneimine (LPEI) coatings is presented.

遺伝子療法ポリカチオン コーティングに影響を与えた DNA 折り紙ナノ構造体の保護

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in ...

Gold Nanoparticle Modified Carbon Fiber Microelectrodes for Enhanced Neurochemical Detection

For over 30 years, carbon-fiber microelectrodes (CFMEs) have been the standard for neurotransmitter detection. Generally, carbon fibers are aspirated into glass capillaries, pulled to a fine taper, and then sealed using an epoxy to create electrode materials that are used for fast scan cyclic voltammetry testing. The use of bare CFMEs has several limitations, though. First and foremost, the carbon fiber contains mostly basal plane carbon, which has a relatively low surface area and yields lower sensitivities than other nanomaterials. Furthermore, the graphitic carbon is limited by its temporal resolution, and its relatively low conductivity. Lastly, neurochemicals and macromolecules have been known to foul at the surface of carbon electrodes where they form non-conductive polymers that block further neurotransmitter adsorption. For this study, we modify CFMEs with gold nanoparticles to enhance neurochemical testing with fast scan cyclic voltammetry. Au3+ was electrodeposited or dipcoated from a colloidal solution onto the surface of CFMEs. Since gold is a stable and relatively inert metal, it is an ideal electrode material for analytical measurements of neurochemicals. Gold nanoparticle modified (AuNP-CFMEs) had a stability to dopamine response for over 4 h. Moreover, AuNP-CFMEs exhibit an increased sensitivity (higher peak oxidative current of the cyclic voltammograms) and faster electron transfer kinetics (lower &#916;EP or peak separation) than bare unmodified CFMEs. The development of AuNP-CFMEs provides the creation of novel electrochemical sensors for detecting fast changes in dopamine concentration and other neurochemicals at lower limits of detection. This work has vast applications for the enhancement of neurochemical measurements. The generation of gold nanoparticle modified CFMEs will be vitally important for the development of novel electrode sensors to detect neurotransmitters in vivo in rodent and other models to study neurochemical effects of drug abuse, depression, stroke, ischemia, and other behavioral and disease states.

In this study, we modify carbon-fiber microelectrodes with gold nanoparticles to enhance the sensitivity of neurotransmitter detection.

強化された神経化学的検出のための金ナノ粒子修飾炭素繊維マイクロ電極

For over 30 years, carbon-fiber microelectrodes (CFMEs) have been the standard for neurotransmitter detection. Generally, carbon fibers are aspirated into ...

Nanoparticle Tracking Analysis of Gold Nanoparticles in Aqueous Media through an Inter-Laboratory Comparison

In the field of nanotechnology, analytical characterization plays a vital role in understanding the behavior and toxicity of nanomaterials (NMs). Characterization needs to be thorough and the technique chosen should be well-suited to the property to be determined, the material being analyzed and the medium in which it is present. Furthermore, the instrument operation and methodology need to be well-developed and clearly understood by the user to avoid data collection errors. Any discrepancies in the applied method or procedure can lead to differences and poor reproducibility of obtained data. This paper aims to clarify the method to measure the hydrodynamic diameter of gold nanoparticles by means of Nanoparticle Tracking Analysis (NTA). This study was carried out as an inter-laboratory comparison (ILC) amongst seven different laboratories to validate the standard operating procedure&#8217;s performance and reproducibility. The results obtained from this ILC study reveal the importance and benefits of detailed standard operating procedures (SOPs), best practice updates, user knowledge, and measurement automation.

The protocol described here aims to measure the hydrodynamic diameter of spherical nanoparticles, more specifically gold nanoparticles, in aqueous media by means of Nanoparticle Tracking Analysis (NTA). The latter involves tracking the movement of particles due to Brownian motion and implementing the Stokes-Einstein equation to obtain the hydrodynamic diameter.

ナノ粒子追跡分析と実験間比較による水性メディアにおける金ナノ粒子の解析

In the field of nanotechnology, analytical characterization plays a vital role in understanding the behavior and toxicity of nanomaterials (NMs). ...

Gold Nanoparticle Synthesis

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of tetrachloroauric acid in 3.0 g (3.7 mmol, 3.6 mL) of oleylamine (technical grade) and 3.0 mL of toluene into a boiling solution of 5.1 g (6.4 mmol, 8.7 mL) of oleylamine in 147 mL of toluene. While boiling and mixing the reaction solution for 2 hours, the color of the reaction mixture changed from clear, to light yellow, to light pink, and then slowly to dark red. The heat was then turned off, and the solution was allowed to gradually cool down to room temperature for 1 hour. The gold nanoparticles were then collected and separated from the solution using a centrifuge and washed three times; by vortexing and dispersing the gold nanoparticles in 10 mL portions of toluene, and then precipitating the gold nanoparticles by adding 40 mL portions of methanol and spinning them in a centrifuge. The solution was then decanted to remove any remaining byproducts and unreacted starting materials. Drying the gold nanoparticles in a vacuum environment produced a solid black pellet; which could be stored for long periods of time (up to one year) for later use, and then redissolved in organic solvents such as toluene.

A protocol for synthesizing ~12 nm diameter gold nanoparticles (Au nanoparticles) in an organic solvent is presented. The gold nanoparticles are capped with oleylamine ligands to prevent agglomeration. The gold nanoparticles are soluble in organic solvents such as toluene.